Șocurile și vibrațiile autovehiculelor

Deplasarea automobilului în orice regim, pe orice categorie de drum este însoţită de apariţia şocurilor şi vibraţiilor. De altfel, automobilul constituie în totalitatea lui surse de şocuri şi vibraţii dintre cele mai dăunătoare, ce se manifestă asupra maselor suspendate (cadru, caroserie) şi nesuspendate (punţi, roţi).

Oscilaţiile şi şocurile la care sunt supuse autovehiculele au o mare influenţă asupra confortabilităţii ocupanţilor, integrităţii mărfurilor transportate precum şi asupra funcţionării şi durabilităţii principalelor agregate componente, ca motor, transmisie, caroserie etc.

Oscilaţiile automobilului au efecte nocive asupra omului, conducand la apariţia oboselii, a senzaţiei de disconfort a pasagerilor şi conducătorului auto. De asemenea, în timpul transportului, în special pe drumuri proaste, dacă nu se iau măsuri suplimentare de protecţie, mărfurile transportate pot suferi degradări considerabile. În timpul funcţionării automobilului, datorită oscilaţiilor şi şocurilor la care acesta este supus, apar în unele organe ale transmisiei, suspensiei ş.a. solicitări dinamice, care au, de cele mai multe ori, caracter variabil, ducând la scăderea rezistebţei lor prin oboseală.

Reducerea şocurilor şi oscilaţiilor automobilelor în scopul îmbunătăţirii confortabilităţii acestora este o problemă destul de complexă ce necesită o analiză a cauzelor care le-a produs. Şocurile şi oscilaţiile la care sînt supuse automobilele provin din surse exterioare şi interioare.

Mişcarea vibratorie într-un punct al unui sistem elastic poate fi răspunsul la o excitaţie aplicată sistemului, caracteriticile mişcării depinzănd de proprietăţile dinamice ale acestuia. Excitaţia poate fi dinamică, exprimată prin acţiunea denivelărilor drumului asupra roţilor automobilului de vibraţii.

Măsurările de vibraţii pot fi clasificate în trei mari categorii: măsurarea răspunsurilor, măsurarea excitaţiilor şi măsurarea simultană a excitaţiei şi răspunsului.

Măsurarea răspunsului presupune înregistrarea şi analiza evoluţiei în timp a vibraţiilor produse la autovehicule, în timpul deplasării acestora. Comparând valorile măsurate cu anumite nivele limită admisibile stabilite prin standarde şi norme, se poate aprecia efectul lor asupra omului şi asupra organelor componente ale automobilului.

Măsurarea excitaţiilor are drept scop identificarea surselor perturbatoare şi a legii de variaţie a acestora. Înregistrarea vibraţiilor la care sunt supuse roţile unui automobil în timpul rulării permite simularea ulterioara în laborator, cu ajutorul instalaţiilor speciale, a unui regim de vibraţii real. De asemenea, măsurarea excitaţiilor serveşte şi la proiectarea unor sisteme elastice al căror răspuns să nu depăşească limitele admisibile.

Măsurarea simultană a excitaţiei şi răspunsului se face cu scopul de a determina caracteristicile dinamice ale sistemului şi structura modelului matematic al acestuia.

Mărimile măsurate

La măsurarea excitaţiei sau răspunsului unui sistem elastic intervin următoarele mărimi:

• Mărimi cinematice (ce caracterizează mişcarea oscilatorie): deplasarea, viteza şi acceleraţia;

• Mărimi dinamice (care caracterizează solicitarea): forţe, presiuni şi eforturi unitare;

• Mărimi auxiliare: frecvenţa, turaţia, unghiul de fază, perioada etc.

Încercarea suspensiei automobilului în condiţii de cale

Încercarea suspensiei automobilului în condiţii reale de exploatare permite pe lânga determinarea caracteristicilor elasto-amortizoare ale acesteia şi studiul transferului oscilaţiilor în anvelope.

Dezavantajele principale ale metodei constau în faptul că necesită montarea şi transportul în automobil a întregii aparaturi utilizate la încercare ţi nu se poate asigura reprodictibilitatea condiţiilor de încercare.

Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca

Facultatea de Mecanica

Sectia Autovehicule Rutiere